بخشی از مقاله
چکیده :
لیتیم بروماید اصلی ترین ماده شیمیایی مورد استفاده در چیلرهای جذبی می باشد ، که جاذب رطوبت است و باعث افزایش عملکرد چیلرها می شود. از آنجا که استفاده از چیلرهای جذبی در حال گسترش است، اهمیت مالی و استراتژیک لیتیم برماید هم به صورت روز افزون در حال افزایش است. لذا در این مطالعه در ابتدا به بررسی ماده لیتیم بروماید از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی پرداخته شده و سپس برخی از مشکلات عملیاتی آن در چیلرهای جذبی معرفی می شود. در نهایت برای دست یابی به مبانی اولیه دانش فنی تولید این نمک، بررسی آزمایشگاهی انجام شده است.
1 مقدمه :
تامین سرمایش از نیازهای اساسی هر ساختمان در فصل تابستان است که به روش های گوناگون انجام می پذیرد. روش غالب امروزی در ساختمان های بزرگ استفاده از انواع چیلرها، شامل چیلرهای تراکمی1 و جذبی2 است. چیلر تراکمی، دستگاهی است جهت تامین سیال سرد با دمای بسیار پایین. مبرد مورد استفاده در این دستگاه معولا فریون R134A و R-22,R407C می باشد و برای مصارف تهویه مطبوع و صنعتی استفاده می شود.
رقیب اصلی این چیلرها، سیستم های سرمایشی جذبی است. چیلرهای جذبی با بهره گیری از فشار بخارکم ، آب داغ و یا آب گرم، هزینه های بالای برق را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد .[2] لذا از جایگاه مناسبتری در بین مهندسین تاسیسات برخورد است. این چیلر ها وابسته به استفاده از ماده شیمیایی لیتیم برماید هستند، بنابراین به صورت خلاصه به توضیح نحوه عملکرد چیلرهای جذبی پرداخته می شود.
1,1 عملکرد سیستم چیلر جذبی لیتیم بروماید : [3]
شکل سیستم چیلر جذبی لیتیم بروماید را نشان می دهد. همان طور که در این شکل دیده می شود، مبرد پاشیده شده بر روی لوله های آب، گرمای آب درون لوله ها را گرفته، آب را خنک نموده و خود تبخیر می شود. از آن جا که این تبخیر در فشار محیط صورت می گیرد، می توان با کاهش فشار محیطی فرآیند، میزان تبخیر را افزایش داد. به این منظور، با استفاده از پمپ خلاء اوپراتور چیلر، فشار را کاهش می دهیم تا درون سیستم خلاء نسبی ایجاد شود و با این عملیات تبخیر سریعتر انجام می شود.
در مرحله بعد مبرد تبخیر شده ، فضای اوپراتور چیلر را کاملا پر نموده و باعث جلوگیری از تبخیر بیشتر مبرد در اوپراتور سیستم می شود. برای حل این مشکل می توان از یک ماده که قدرت جذب بخار بسیاری دارد به عنوان جاذب در سیستم جاذب1 چیلر استفاده کرد که این ماده شرایط را برای اوپراتور در جهت جذب بخار موجود در فضا محیا می کند. ماده جاذب مورد استفاده با توجه به مبرد انتخاب می شود و عمدتا از محلول لیتیوم بروماید استفاده می گردد.
این محلول برپایه نوعی محلول نمکی غیر سمی می باشد که جاذب بسیار خوبی برای آب می باشد. این محلول پس از جذب مبرد - بخار آب - ، رقیق شده و قدرت جذب آن کاهش می یابد. برای رفع این مشکل باید مبرد جذب شده را از آن جدا کنیم در واقع محلول رقیق را به محلول غلیظ تبدیل نماییم. این عملیات با گرمایش ماده جاذب در قسمت ژنراتور چیلر صورت می گیرد. منبع حرارتی در این قسمت می تواند، آب داغ، بخار و یا منبع حرارتی مستقیم - مشعل - باشد.
در ادامه مبرد جدا شده از جاذب به صورت بخار می باشد که جهت استفاده مجدد از آن باید دوباره به مایع تبدیل شود. این عملیات با استفاده از آب برج خنک کن در قسمت کندانسور چیلر انجام شده، و بخار مبرد چگالیده شده و به مایع تبدیل می گردد. در نهایت مایع مبرد به قسمت اواپراتور بازگردانده می شود تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد. در این چیلرها در قسمت جاذب با جذب مبرد توسط لیتیم برماید، حرارت تولید می شود که توسط یک سیکل مجزا از سیستم دفع شده و تاثیری در کارکرد سیکل اصلی ندارد .[4]
لیتیم بروماید نمکی است که از ترکیب یک فلز قلیایی - لیتیم - و یک هالوژن - برم - سنتز می شود، و در حالت خشک خود به صورت پودری سفید رنگ و تلخ می باشد. محلول اشباع لیتیم بروماید در دمای 20℃ حاوی 59/8% و در دمای 100℃ حاوی %69/9 لیتیم بروماید بوده، از نظر شیمیایی و ظاهری به نمک طعام - کلرید سدیم - بسیار شبیه است و در آب و الکل به خوبی حل می شود. و همان طور که پیش از این ذکر شد به شدت جاذب رطوبت است. این ماده ترکیبی پایدار داشته و در مجاورت هوا تجزیه نمی شود. معمولا لیتیوم بروماید موجود در بازار در هنگام خرید و شارژ به دستگاه دارای غلظت %53 درصد می باشد.
